1、普通高中教科书上海科技教育出版社信息技术信息技术网络基础选择性必修 2普通高中教科书选择性必修2网络基础上海科技教育出版社信息技术信息技术PUTONG GAOZHONG JIAOKESHUXINXIJISHUISBN 978-7-5428-7470-29 787542 874702普通高中教科书信息技术选择性必修2网络基础上海科技教育出版社有限公司出版发行（上海市闵行区号景路159弄A座8楼邮政编码201101）湖南省新华书店经销湖南长沙鸿发印务实业有限公司印刷开本89012401/16印张7.752021年8月第1版2021年12月第2次印刷ISBN 978-7-5428-7470-2/G4
2、469定价： 9.81元批准文号： 湘发改价费 2017 343号举报电话： 12315ISBN 978-7-5428-7470-29 787542 874702此书如有印、 装质量问题， 请向印厂调换印厂地址： 长沙黄花印刷工业园三号电话： 0731-82755298此书如有印、 装质量问题， 请向印厂调换印厂地址： 长沙黄花印刷工业园三号电话： 0731-82755298普通高中教科书上海科技教育出版社信息技术网络基础选择性必修 2编写人员名单主 编： 郑 骏 分册主编： 刘 弘主要编写人员（以姓氏笔画为序）：卢 源 李文才 杨尚琴欢迎广大师生来电来函指出教材的差错和不足，提出宝贵意见。上
3、海科技教育出版社地址： 上海市闵行区号景路 159 弄 A 座 8 楼 邮政编码： 201101 联系电话： 021-64702058 邮件地址： 亲爱的同学：目前，互联网已经成为人们生活中不可或缺的一部分。人们利用网络，足不出户就能搜集各种信息，学习各种在线课程，或者轻松省力地购物；通过即时通信软件，可以随时交流、分享生活中的点点滴滴；利用手机进行移动支付，能够免去带现金的烦恼；通过远程启动家中的电饭煲、空调等智能电器，可以感受智能家居给生活带来的美好各种基于互联网的创新服务层出不穷，正不断改变着人们的生活。在网络基础的学习中，我们将通过一个个具体的项目，了解互联网的历史，逐步掌握网络协议、
4、网络基本设备、网络操作系统等相关知识，认识到信息安全和隐私保护的重要性，在具体的场景中尝试配置网络，使用网络应用，解决网络中的故障，保护自己安全使用网络。我们还会学习物联网的概念、发展历程及工作原理等知识，并体验日常生活中与物联网、“互联网”等相关的网络应用，理解创新网络服务的意义。为了让你在学习网络基础的过程中获得更大的成功，请浏览本书的栏目介绍。单元引言、学习目标和单元挑战从生活经验出发引入本单元将要学习的内容，提出本单元学习要达成的学习目标，预告学习完本单元后要接受的单元挑战。 项目引言和学习目标描述项目产生的背景和意义，介绍项目学习的主要内容，并提出一些具体问题，引导你带着问题探究。
5、项目学习指引 通过剖析真实的项目实施过程，帮助你了解学科思想方法，理解相关概念，掌握具体技能。写给学生的话解释一些重要概念和术语，或提示相关知识和技术，帮助你抓住重点，扫除认知障碍。提出若干问题引导你对技术背后的原理以及人、信息技术与社会的关系等进行思考和讨论。引导你利用网络、数字化工具和数字资源进行学习。提出活动任务，并引导你运用所学知识，使用信息技术工具进行探究、总结和展示。系统整理和归纳本项目的知识要点，方便你学习。补充更丰富的阅读材料，开阔你的视野。布置面向真实情境的项目任务，希望你综合运用本单元所学的知识与技能去解决问题。用思维导图可视化呈现本单元的知识脉络，提供基于学科核心素养的评
6、价表，为你的学习表现进行自我评价。在学习过程中，希望你勤实践体验、多思考讨论，借助各种数字化工具、资源进行学习与创新，不仅要理解和掌握具体的信息技术知识与技能，还要把握用信息技术解决问题的思想方法，并思考将信息技术应用于社会时所引发的各种挑战，以开放、包容的心态与信息技术、信息社会一起进步。编 者单元挑战拓展阅读知识链接活 动数字化学习单元小结?思考与讨论?核心概念和小贴士目 录第一单元 计算机网络基础 1项目一 不同时代的旅程分享了解计算机网络的发展 21. 用传统方式传递信息 32. 用电子邮件传递信息 53. 用互联网时代的工具传递信息 74. 用移动互联网时代的工具传递信息 8知识链接
7、 9项目二 探秘校园网初步认识计算机网络 121. 判断校园网的网络类型和拓扑结构 132. 了解校园网的网络传输介质 163. 检测校园网的网速 17知识链接 18项目三 试用计算机网络认识 TCP/IP 协议与基本网络设备 231. 为新计算机配置网络 242. 上传作业与上网 26 知识链接 27单元挑战 组建个人局域网 34单元小结 35第二单元 网络管理与应用37项目四 搭建班级 FTP 服务器认识网络操作系统 381. 了解学校网络操作系统 392. 实现简单网络服务 40知识链接 42项目五 学做网管小助手排除常见网络故障 451. 排除简单网络故障 462. 驾驭常用网络命令
8、48知识链接 50项目六 展示我的在线编程学习生成与分享网络资源 581. 通过在线平台学习编程 592. 生成与分享学习视频 603. 制作、打印海报 62知识链接 64单元挑战 搭建“家庭云”存储系统 66单元小结 67第三单元 网络安全基础69项目七 维护网络安全关注信息安全和隐私保护 701. 应对网络安全威胁 712. 完善网络安全防护措施 733. 对重要信息进行加密 75知识链接 76项目八 剖析校园网安全体系了解常用网络安全协议 811. 探究校园网安全体系的组成 822. 配置校园网防火墙 843. 了解常用网络安全协议的作用 85知识链接 87单元挑战 对小型局域网进行安全
9、加固 90单元小结 91第四单元 物联网与“互联网 +” 93项目九 感受智能化生活认识物联网 941. 了解物联网的发展历程 952. 走近智能家居系统 963. 体验可穿戴设备 1004. 防范物联网安全风险 102知识链接 103项目十 体验“互联网 +”应用了解创新网络服务 1071. 体验网络课程 1082. 了解微信企业号 1093. 试用共享单车 1104. 感受 NFC 应用 112知识链接 113单元挑战 体验人脸识别应用 115单元小结 116附录 部分名词术语中英文对照 118学习目标组建个人局域网单元挑战计算机网络源自人们希望将独立的计算机系统连接起来的初衷， 在诞生后
10、的几十年里得到了迅猛发展和广泛应用。亲朋好友可以通过聊天软件实现实时通信； 学校同窗可以通过邮件、 网盘共享学习资源； 顾客可以通过在线购物平台足不出户地买到生活用品通过各种网络设备和网络通信协议， 现在的计算机网络可以连接智能手机等移动设备， 甚至连汽车、 数码相机、 家用电器等也可以具备联网功能。计算机网络已经演变为重要的社会基础设施， 成为支撑信息社会运转的平台。在本单元中， 我们将 “探寻” 计算机网络的发展历程，认识网络的构成、 类型及基本设备， 并通过学习网络的基本知识， 了解计算机网络的基本工作原理。 了解计算机网络的发展历史， 知道网络的构成、 类型、 特征及演变过程。 理解计
11、算机网络与通信、 互联网及移动互联网对现代社会的重要意义。 认识常见网络传输介质的特性， 理解影响网络传输质量的主要物理因素。 描述网络的拓扑结构及不同类型网络的主要特点。 熟悉 TCP/IP 协议的主要功能和作用。 理解基本网络设备的作用和工作原理。第一单元 计算机网络基础项目学习目标在本项目中， 我们将跟随历史上各个时代的人们， 领略人类分享方式变革旅程上的不同技术， 了解计算机网络发展的各个阶段，从而体会计算机网络发展对现代社会的重要意义。完成本项目学习， 须回答以下问题：1. 计算机网络发明前的通信方式有哪些？2. 计算机网络的发展经过了哪些阶段？3. 计算机网络提供了哪些不同于传统的
12、通信途径和分享方式？4. 计算机网络与通信、 互联网及移动互联网对现代社会有什么重要意义？2000 多年前， 我们的先辈筚路蓝缕， 穿越草原沙漠， 开辟出一条连通亚欧的陆上丝绸之路； 我们的先辈扬帆远航， 历尽惊涛骇浪，闯荡出一条连接东西方的海上丝绸之路。在开拓之路上的人们， 能够借助的通信手段是有限的。如何突破时与空的间隔， 加强人与人之间的联系， 是那个时代人们共同的课题。科技的进步， 计算机网络的发展， 给社会的各个领域都带来了深刻的变革。今天， 我们已经身处移动互联网时代， 轻而易举即可传音画于千里之外。人们信息分享与合作方式的改变， 也是计算机网络技术发展在人类千年之旅上的一个投影
13、（图 1-1） 。现今， 各个网络强国不约而同加大了网络核心技术的开发力度， “太空 Wi-Fi” “LiFi”等新技术成为了大家新的期待。项目一不同时代的旅程分享了解计算机网络的发展图 1-1 各种通信方式3项目学习指引1. 用传统方式传递信息独自看到世间的美景而无人分享， 该是一种遗憾吧？ 当明代地理学家、 旅行家和文学家徐霞客 “达人所之未达， 探人所之未知” 时， 是否也有这种遗憾呢？徐霞客与他人分享旅行信息的方式是写游记。他一生旅行的最后一站是云南， 写下了 越高黎贡山日记 。徐霞客经30 年考察， 撰写了 60 万字的游记资料， 后人将它们整理成地理名著 徐霞客游记 。在古代， 人
14、们传递信息的最常用方式是书信。到云南旅行的人， 若想与家人、 朋友分享自己的所见所闻， 就需要将它们写在信纸上， 再托人捎带回家。官方文书则可以通过驿使 （当时的邮递员） 递送。中国古代专门设立了驿站供驿使在中途暂息、 住宿。驿站系统组织严密、 手续完备， 虽然传递速度无法与现在相比， 但覆盖范围并不比现在差多少。照相机发明后， 到云南旅行的人就可以分享高黎贡山的月色了， 方法是寄送相机胶卷或冲印好的照片。但是， 因为路程较远， 寄送时间会很长， 有时还会发生丢失的情况。到了近代， 电报、 电话的相继问世解决了信息传递的时效性问题。电报 （图 1-2） 是最早使用的通过编码和相应的电处理技术实
15、现远距离通信的方式， 信息传递速度快， 可靠性高。电话解决了信息双向传递的问题，通信双方可以实时用语音交流。图 1-2 电报的发送和接收小贴士书信是相隔较远、暂时见不到面的人们相互交流情况、 情感与思想的工具。书信能向特定的对象传递信息，需要有专门的人员递送。第一单元 计算机网络基础中国古代还使用烽火传信、 飞鸽传书等方式传递信息， 这些信息传递方式各有什么优缺点？?思考与讨论?网络基础4活 动1.1 用传统方式传递旅行信息。（1） 你最近一次旅行去了哪里？请将旅行见闻写成一封信， 附上冲印好的照片，寄给亲戚朋友。（2） 设想你在云南旅行， 尝试用最简练的文字填写电报单 （图 1-3） ， 向
16、家人介绍目前状况。（3） 请你在外出旅行时打个电话给家人， 介绍你的所见所闻。（4） 请分析三种传统通信方式的优缺点。通信方式优点缺点书信电报电话图 1-3 电报单第一单元 计算机网络基础52. 用电子邮件传递信息20 世纪 60 年代， 美国国防部高级研究计划署 （ARPA）开始进行计算机联网的研究。科学家们使用通信线路和接口设备将计算机互相连接起来， 实现计算机资源的共享和数据的传递。1969 年， ARPA 网诞生了， 开创了计算机网络发展的新纪元。首批连入 ARPA 网的是分别位于斯坦福研究院、 犹他大学、 加州大学圣巴巴拉分校和加州大学洛杉矶分校的 4 台大型计算机 （图 1-4）
17、。参与 ARPA 网研究的众多科学家在不同的地点做着不同的工作。大家使用的是不同的计算机， 当时的各种通信协议之间并不兼容， 所以每个人的工作数据别人无法读取， 各自的研究成果不能很好地与他人分享。大家迫切需要一种能够借助网络在不同计算机之间传送数据的方法。伴随计算机网络的诞生， 电子邮件作为一项基本应用登上了人类历史舞台。1971 年， ARPA 网上发出了第一封电子邮件。电子邮件的发送和接收与人们日常生活中邮寄包裹的过程类似。当我们发送一封电子邮件时， 这封邮件由发送端邮件服务器发出， 然后根据收信人的地址判断对方的接收端邮件服务器， 并将这封邮件发送到该邮件服务器上。收信人则通过访问这个
18、邮件服务器来收取邮件 （图 1-5） 。为了让人们拥有易识别的电子邮箱地址， 科学家决定采用 “” 符号， 并在符号前面加用户名， 后面加用户邮箱 （邮件服务器） 所在的地址。选择 “” 作为用户名和服务器名的间隔， 不仅是因为这个符号比较生僻， 而且它的读音有 “at”核心概念计算机网络（computer network）是利用通信设备和线路 （包括有线的和无线的） ，将地理上分散分布的具有独立功能的多台计算机相互连接， 在网络操作系统、 网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下， 实现网中资源共享和信息传递的系统。图 1-4 首批连入 ARPA 网的 4 个结点小贴士电子邮件 （Email
19、） 是用电子手段传送信息的通信方式， 是互联网应用最广泛的服务之一。通过电子邮件系统， 用户能够以低廉的价格、 快速的方式与世界上任何一个地方的网络用户联系。斯坦福研究院加州大学圣巴巴拉分校加州大学洛杉矶分校犹他大学网络基础6活 动1.2 发送介绍景点信息的电子邮件。（1） 从网上了解云南的景点信息， 整理成简短的文字介绍， 用电子邮件发送给一位朋友。（2） 获取一些与云南有关的图片和音乐， 以附件形式加在电子邮件中， 发送给一位朋友。电子邮件诞生后， 为什么没有立刻得到推广使用？?思考与讨论?参见 P9 知识链接“计算机网络” 和 “计算机网络的发展与演变”（在） 的含义。在计算机网络发展初
20、期， 受到昂贵的计算机造价、 有限的网络带宽及网络覆盖范围的限制， 利用计算机网络发送电子邮件并不普遍， 用户也只能发送一些简短的文字信息。直到个人计算机兴起， 电子邮件才开始在科研人员中得到广泛使用。电子邮件传递的信息也从最初的简短文字， 发展到声音、 图像等多媒体信息。电子邮件的发明， 极大地改变了人们的交流方式。电子邮件因其通用性、 可靠性、 正式性及非即时的特点， 成为了人们工作与生活中一种重要的通信工具。图 1-5 电子邮件系统工作原理第一单元 计算机网络基础73. 用互联网时代的工具传递信息计算机网络的发展经历了联网计算机从较少到较多、 计算机从局域互联到广域互联、 从通信协议各自
21、为政到遵循共同通信协议的过程。1983 年， 互联网正式问世。1994 年 3月， 中国加入互联网。在互联网时代，人们的旅行信息分享方式变得更加多样、 便利、 开放。除了电子邮件已成为人们常用的通信方式外， 论坛、 博客 （及由此发展出的微博） 、 即时通信软件等服务也相继问世。多样的信息传递方式让互联网时代的 “徐霞客们” 拥有更多选择， 可以实现让许多人同时观看、 实时交流的功能。核心概念互联网 （Internet） 是覆盖全世界的全球性互联网络， 由各种计算机网络相互连接而成。小贴士论坛就是人们通常所说的 BBS（Bulletin Board System） ， 是互联网上供用户通过发帖
22、和回帖开展讨论的信息服务系统， 又称电子公告板系统。博客（Blog）是“Web Log” 的缩写， 它是一种基于网络的个人出版形式， 每个人都能简单方便地完成个人网页的创建、 发布和更新。参见 P10 知识链接 “计算机网络的特征”活 动1.3 在论坛和微博上发布信息。（1） 注册一个论坛账号， 设计一次暑假 “ 人文之旅” ， 在论坛的旅游主题下发布， 并征集意见和建议。（2） 注册一个微博账号， 写一篇小游记， 在微博上发布。（3） 试比较利用论坛、 博客 （微博） 、 即时通信软件进行交流的方式。1.4 分析在互联网时代传递信息， 体现了计算机网络的哪些特征。有了博客为什么还要开发微博？
23、它们的侧重点有什么不同？?思考与讨论?主要功能交流方式是否实时论坛博客 （微博）即时通信软件网络基础84. 用移动互联网时代的工具传递信息随着互联网的进一步发展， 以及智能手机、 平板电脑等移动通信设备的加入， 我们今天已经进入了移动互联网时代。在无线网络连接设备的帮助下， 更多的移动终端接入了网络。人们借助无线网络， 以及微信、 QQ 等即时通信服务， 能够以更及时、 更直观的方式随时随地分享自己的旅行信息。不仅如此，移动互联网时代的旅行本身也变得更加便捷。迷路了？各种手机地图 App 可为你服务。没有买票？直接使用手机在网上订票。在异域他乡言语不通？各种手机翻译 App 能够提供几十种语言
24、的翻译， 你对着手机说中文， 系统自动翻译出你选的语言。核心概念移动互联网 （Mobile In-ternet） 是移动通信和互联网结合起来形成的无线数据网络。通过电信运营商提供的服务， 移动互联网密切连接着人们的线上线下生活， 用户随时随地可接入互联网，寻求所需的网络服务。小贴士App 是英文 Application的简称， 翻译成中文就是应用软件， 通常是指智能手机中使用的应用软件。活 动1.5 试用移动互联网服务。（1） 选择一款手机 App， 制作 “ 人文之旅” 的旅游预算。（2） 在微信上发起群聊， 将上述旅游预算分享给同学。（3） 比较所有的信息传递方式， 分析互联网及移动互联网
25、对现代社会的重要意义。在互联网时代与移动互联网时代， 即时通信服务的应用有什么不同？?思考与讨论?此外， 随着以移动支付为代表的中国金融科技的创新，中国 “无现金” 社会正在逐渐形成， 这一成功的互联网经验正在加速向海外输出。近年来， 世界各航天大国纷纷把卫星互联网视为战略发展项目。数以千计的各类飞行器正在围绕地球高速运转， 它们都需要与地面站之间进行高效的通信。为满足未来太空应用的通信需求， 当务之急是在太空铺设信息 “高速路” 。随着相关技术的不断改进升级， 实现更快更好的太空 “互联网”终将不是梦。参见 P10 知识链接 “网络发展对现代社会的重要意义”第一单元 计算机网络基础9计算机网
26、络计算机网络是利用通信设备和线路 （包括有线的和无线的） ， 将地理上分散分布的具有独立功能的多台计算机相互连接， 在网络操作系统、 网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下， 实现网中资源共享和信息传递的系统。计算机网络来自人们希望将独立的计算机系统连接起来分享信息的初衷。今天， 当我们在家中环顾四周， 会发现存在着这样或那样的联网终端， 包括一台或多台计算机、 平板电脑、 智能手机， 甚至智能化的电视机、 洗衣机等。这些终端通过某些设备和介质以某种方式连接起来， 就组成了一个小小的网络。在学校， 计算机房、 教室、 图书馆、 教师办公室内的计算机相互连接， 组成了一个学校范围内的小型网络。
27、使用这些联入网络的终端， 教师和同学能够共享学习资源， 开展学习活动。在这些网络中， 具有独立操作系统的计算机终端就是网络中通信的主体。它们通过一些通信设备和线路进行连接， 在通信时遵守一些共同的规则和约定 （即计算机网络通信协议） ， 从而实现网络终端间的资源共享和信息传输。计算机网络的发展与演变1946 年， 第一台电子计算机 （可编程） ENIAC 问世。在此之后的十多年时间内， 计算机的价格都非常昂贵， 且数量极少。为了提高计算机资源的利用率， 人们试图将计算机终端连接起来， 实现计算机之间的通信， 从而产生了早期的计算机网络。1969 年 ARPA 网诞生， 采用了网状结构及信号传输
28、的分组交换技术 （图 1-6） ， 解决通信网络中的系统脆弱性。为适应跨越多个网络的互联及在不可靠的通信线路上实现可靠的数据传输， 1974 年发明了 TCP/IP 模型和协议， 奠定了互联网的基础。知识链接20 世纪 70 年代末到 80 年代初， 计算机网络蓬勃发展， 各种各样的计算机网络应运而生， 如 MILNET、 USENET、 BITNET、 CSNET 等， 而且在网络的规模和数量上都有很大的增长。一系列网络的建设， 产生了不同网络之间互联的需求， 并最终导致了互联网的诞生。1983 年， 以 ARPA 网为主干的国际网络改名为 Internet（国际互联网， 简称互联网） ，图
29、 1-6 电话系统的层次结构与网状结构二级交换局一级交换局网络基础10人类进入了互联网时代。1. 互联网互联网是覆盖全世界的互联网络， 由各种计算机网络相互连接而成。将计算机网络相互连接在一起的方法可称作 “网络互联” 。1984 年， 联入互联网的主机数突破了 1000 台。1986 年， 美国国家科学基金委员会（NSF） 资助建成了基于 TCP/IP 技术的主干网 NSFNET， 连接了美国的若干超级计算中心、主要大学和研究机构。1988 年， NSFNET 替代 ARPA 网成为互联网的主干网， 并向全世界开放。1991 年， 伯纳斯 - 李发明了网页浏览器及相关协议， 网页的出现让互联
30、网得以普及。网络终于从科学家的实验室飞入了寻常百姓家， 互联网的发展和应用也出现了新的飞跃。1992 年， 联入网络的主机数突破了 100 万台。1986 年， 中国开始实施第一个互联网项目 CANET。1994 年 3 月， 中国加入互联网。1995 年， NSFNET 开始商业化运行。1995 年以后， 互联网用户数量呈指数增长趋势，平均每半年翻一番。2000 年， 网络用户数量增至 4 亿。随着智能手机等移动通信设备的出现， 以及网络技术和移动通信技术的发展， 人们获得了新的网络接入途径。人们对于网络的需求更为自由、 个性、 开放， 分享也更为便捷。2. 移动互联网移动互联网是移动通信和
31、互联网结合起来形成的无线数据网络。通过电信运营商提供的服务， 移动互联网密切连接着人们的线上线下生活， 用户随时随地可接入互联网， 寻求所需的网络服务。2018 年， 中国移动互联网用户数已经超过 11 亿。计算机网络的特征1. 开放开放性是计算机网络的明显特征。在技术架构层面上， 开放式的网络体系结构使不同软硬件环境、 不同连接结构的计算机， 只要使用相同的通信协议就可以互联， 人们不必受到操作系统、 软件、 特定硬件或终端的限制就能够使用网络， 真正达到资源共享、 数据通信和分布处理的目标。2. 互联计算机网络将众多终端设备连接在一起， 人们可以方便地利用计算机网络进行信息交互和协作， 人
32、与人之间的距离也因此变得更近了。3. 共享共享是网络发展的原动力。现代网络是一个没有中心的自主式开放组织， 强调的是资源共享。网络中的用户都能够部分或全部地享受网络中的软件、 硬件和数据资源。网络发展对现代社会的重要意义互联网是人类智慧的结晶， 20 世纪的重大科技发明， 当代先进生产力的重要标志。互联网深刻影响着世界经济、 政治、 文化和社会的发展， 促进了社会生产生活和信息传播的变革。网络发展在加快国民经济发展、 推动科学技术进步和加速社会服务信息化进程中具第一单元 计算机网络基础11有不可替代的作用。1. 加快国民经济发展随着网络的不断发展， 它对国民经济增长的促进作用日益凸显， 尤其表
33、现在新基础设施的建设上。互联网已成为经济社会运行的新基础设施。20132017 年间， 国际互联网带宽增长了196Tbps， 已达到 295Tbps， 年均增长率保持在 30% 左右。世界银行研究认为， 宽带普及率每提升 10%， 可带动 GDP 增长 1.38%。互联网日益成为像水和电一样的基础设施， 成为经济社会发展的 “大动脉” 。同时， “互联网 +” 的赋能效应也不断显现， 带动智慧医疗、 智慧交通、 智慧教育等蓬勃发展。2. 推动科学技术进步世界知识产权组织的报告显示， 过去 20 年， 全球专利申请量排名前 30 位的企业中，网络相关领域的企业占 80%。由此说明， 网络发展对推
34、动科学技术进步的作用非常明显。当前， 云计算、 大数据、 物联网、 人工智能等基于网络的新技术发展日新月异， 正在步入代际跃迁、 全面渗透、 加速创新的新阶段， 5G、 量子通信、 卫星通信等新兴技术也正在加速到来。3. 加速社会服务信息化进程计算机技术、 网络技术的不断发展和基础设施的不断完善， 加速了社会服务信息化的进程， 社会服务的前沿逐渐从电子化向网络化、 数据化、 智能化发展。世界各国都在大力推进 “在线政府” 建设， 促进国家治理的扁平化、 精准化和规范化。中国则将 “互联网 + 政务服务” 列入了 “十三五” 国家信息化规划 的 12 项优先行动， 相继出台了 促进电子政务协调发
35、展的指导意见 关于加快推进 “互联网 + 政务服务” 工作的指导意见 等政策。各地按照中央统一要求部署， 持续深化电子政务应用， 建立政务网络互联、 信息共享、 业务互通机制， 提供跨部门、 跨领域的全流程、 “一站式” 在线服务。网络空间是人类共同的活动空间， 一个和平、 安全、 开放、 合作、 繁荣、 健康的全球网络空间是我们共同努力的方向。随着网络技术的不断发展， 越来越多的单位和家庭接入了互联网， 人们越来越频繁地使用有线网络或者无线网络进行发布信息、查询资料、 购物、 娱乐、 游戏、 浏览新闻等活动。网络已成为人们工作和生活的一部分。许多学校都建立了自己的校园网 （图 1-7） 。校
36、园网通过将校园内的计算机联网， 同时支撑了教学、 管理和信息服务等功能应用。学生登录校园网， 可以浏览学校新闻， 或利用网站提供的资源进行学习等。教师登录校园网， 还可以下载或学习学科资源， 上传教学设计、 教学论文等。项目二探秘校园网初步认识计算机网络项目学习目标在本项目中， 我们将通过探秘校园网， 了解数据通信的基础知识， 包括常见网络传输介质、 影响网络传输质量的因素， 以及不同类型网络的特点等。完成本项目学习， 须回答以下问题：1. 校园网通常属于哪种网络类型？2. 校园网采用了哪种拓扑结构？3. 常见网络传输介质有哪些？分别有什么特点？4. 网络传输质量受到哪些因素的影响？图 1-7
37、 校园网示意图13项目学习指引1. 判断校园网的网络类型和拓扑结构根据网络覆盖范围和计算机之间互联的距离， 计算机网络可以分为广域网、 城域网、 局域网和个人局域网。广域网能连接多个城市或国家， 覆盖范围从几十千米到几千千米；城域网是在一个城市的范围内建立的计算机网络， 覆盖范围约为十几千米到一百千米； 局域网是在一个相对独立的局部范围内建立的计算机网络， 覆盖范围一般在几千米以内 （图1-8） 。个人局域网比较特殊， 它是用无线、 蓝牙等技术代替传统的有线电缆， 以个人信息终端的智能化互联来组建的个人化信息网络。图 1-8 广域网、 城域网和局域网一个计算机教室、一栋教学楼，都有计算机网络覆
38、盖，形成一个个小局域网。整个校园网由多个这样的局域网构成， 楼与楼之间的计算机网络一般通过光纤连接。校园网几乎遍及学校的每栋教学楼， 功能强大， 覆盖范围广。参见 P18 知识链接 “计算机网络的分类”1. 根据网络范围分类，校园网属于什么类型？2. 如果某学校在同城的另一个地区有分校，那么分校和总校构成的网络又属于什么类型？?思考与讨论?第一单元 计算机网络基础网络基础14计算机网络是由计算机和连接设备组成的， 不管什么类型的计算机网络， 都需要选择合适的网络拓扑结构。选择网络拓扑结构要考虑的因素主要包括： 网络中各结点间的物理位置与相互关系， 信息传输的可靠性要求等。网络的拓扑结构有很多种
39、， 主要有总线形结构、 星形结构和环形结构 （图1-9） 。核心概念网络拓扑结构 （network topology） 是指计算机网络中结点 （包括计算机和连接设备） 间的相互连接关系。总线形结构采用单根传输线作为共用的传输介质， 称为总线， 网络中所有的结点通过硬件接口和电缆直接连接到这根共享的总线上。星形结构以一个中央结点为中心，网络中的其他结点都通过点到点的方式连接到这个中央结点上。环形结构中，各结点通过硬件接口连在一条首尾相连的环路中。某中学校园网的拓扑结构如图 1-10 所示。从图中可知， 该校园网由一台网络中心核心交换机作为中央结点， 网络中的其他计算机都连接到这个中央结点上，计算
40、机间的信息交换都通过中央结点来实现。因此，这种网络的拓扑结构是星形。图 1-9 三种主要的网络拓扑结构参见 P19 知识链接 “计算机网络的拓扑结构”1. 总线形、 星形和环形拓扑结构的特点分别是什么？2. 计算机教室的网络采用的是什么拓扑结构？?思考与讨论?第一单元 计算机网络基础15活 动2.1 你的手机、 平板电脑和计算机能互相连接吗？如果能连接， 它们构成的网络属于哪种类型？2.2 对常见的 3 种网络拓扑结构， 分析当其中某个结点发生故障时， 会产生什么后果。图 1-10 采用星形拓扑结构的某中学校园网拓扑结构故障诊断难度对整个网络的影响总线形星形环形网络基础16活 动2.3 观察你
41、的家庭网络， 判断网络中用到哪几种网络传输介质， 找出它们分别连接了什么设备， 并了解它们的主要性能。2. 了解校园网的网络传输介质要想把各台独立的计算机连接起来， 完成信息的传输，需要用到网络传输介质。所有的校内计算机都是通过网络传输介质连接起来的。有线信道的网络传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤等。计算机教室内部使用的网络传输介质通常是双绞线， 连接校园网各栋楼的计算机网络的传输介质通常是光纤或粗同轴电缆。双绞线有 7 种类别， 具有不同的电气特性， 适用于结构化综合布线。双绞线传输距离较短，不安装中继器时， 信道长度不超过 100 米。光纤主要用于高带宽或长距离信号传输。同轴电缆通常用于总
42、线形拓扑结构的网络， 分细缆与粗缆两种规格， 可用于局域网的干线。核心概念网络传输介质 （network transmission media） 是网络中传输信息的物理载体， 它能将信号从一方传输到另一方。参见 P20 知识链接 “网络传输介质”为什么计算机教室内部使用双绞线， 而各栋楼之间要使用光纤？?思考与讨论?双绞线同轴电缆光纤电磁波是否用到连接什么设备最大传输速率传输距离连接器是否容易受干扰第一单元 计算机网络基础17小贴士网速的测量结果有时会随着时间的变化而变化，因此，为了获得比较准确可靠的网络速度，需要在一天内的不同时间点进行重复测试。3. 检测校园网的网速网络传输质量主要包括网络
43、数据传输速率 （简称网速）和数据传输可靠性两个方面。我们在学校上网时， 有时会感觉到速度很慢。例如观看在线视频时，视频播放会有点卡顿； 上传或下载共享资源时， 速度也非常慢。在排除了病毒干扰及硬件制约等因素后， 可以通过网速检测来判定校园网是否提供了正常的网络服务。通常， 互联网的连接速度取决于用户使用的互联网连接的类型。检测网速前， 首先要关闭除了需测试网速的计算机以外的任何其他计算机或移动设备。在确认没有其他因素干扰网速测量结果的情况下， 运行浏览器， 登录一个测速网站，点击相应按钮进行测试， 即可获得当前的网速 （图 1-11） 。如果网速一直没有达到预期， 就需要考虑有哪些因素影响了网
44、络传输质量。对于校园网而言， 带宽和网络传输介质是影响网络传输质量的主要因素。校园网通常是以专线方式接入互联网，使用的人较多，需要提供足够大的带宽来维持正常使用。网络传输介质对传输速率也会有很大影响。有线信道的不同网络传输介质本身就具有不同的传输速率。在使用无线网络的情况下，当信号较弱时也会影响网络传输质量。例如，家里用的 Wi-Fi 有一定的覆盖区域，超过这个范围，信号就会衰减。小贴士Wi-Fi 是一种让电子设备连接到无线局域网的技术， 通常使用 2.4 GHz 频段或 5 GHz 频段。参见 P22 知识链接 “网络传输质量”图 1-11 测速结果示例1. 校园网提供了哪些服务？这些服务在
45、使用过程中会受到网络传输质量的影响吗？主要影响因素有哪些？2. 家庭有线和无线上网的网络传输质量分别会受到哪些因素的影响？?思考与讨论?网络基础18活 动2.4 测试家庭网络的网速。（1） 测试你家的网络在不同时段的网速。不同时段的网速是否存在差别？如果是， 如何解释这种差别？时段时段 1时段 2时段 3网速（2） 在有其他设备同时使用网络的情况下， 再次测试你家的网速。不同情况下的网速是否存在差别？如果是， 如何解释这种差别？联网设备情况无其他设备同时联网有一个其他设备联网使用有多个其他设备联网使用网速（3） 使用测速软件分别在计算机端和手机端测试家庭网络的上传和下载网速。功能客户端上传网速
46、下载网速响应时间计算机端手机端知识链接计算机网络的分类计算机网络的分类有多种标准。一种常用的分类方式是按照网络范围和计算机之间的互联距离来分类， 也称 “按网络规模” 分类。这种分类方法将网络分为广域网、 城域网、 局域网和个人局域网。网络规模的不同往往造成网络在许多方面的特性有明显的区别。1. 广域网广域网 WAN（Wide Area Network） 能连接多个城市或国家， 甚至横跨几个洲来提供远第一单元 计算机网络基础19距离通信， 其覆盖范围从几十千米到几千千米。广域网是互联网的核心部分， 主要提供面向通信的服务， 支持用户使用计算机进行远距离的信息交换。广域网的传输介质主要是光纤，
47、传输速率能达到几百 Mbps 甚至更高。也有广域网租用了卫星信道， 但信号的传播延迟时间会比较长。2. 城域网城域网 MAN（Metropolitan Area Network） 是在一个城市的范围内建立的计算机网络，其覆盖范围约为十几千米到一百千米。它的主要任务包括连接局域网， 建立多媒体信息系统的传输通道， 提供广域网的网络接口等。城域网的传输介质主要是光纤， 传输速率在100 Mbps 以上。3. 局域网局域网 LAN（Local Area Network） 是在一个相对独立的局部范围内建立的计算机网络，其覆盖范围一般在几千米以内， 往往局限于一间机房、 一栋大楼或一所学校。局域网传输速
48、率高， 可达几千到几万 Mbps， 各类传输介质均有使用。4. 个人局域网个人局域网 PAN（Personal Area Network） 是用无线、 蓝牙等技术代替传统的有线电缆，以个人信息终端的智能化互联来组建的个人化信息网络。从计算机网络的角度来看， PAN是一个局域网； 从运营商网络的角度来看， PAN 是一个接入网。因此， 有人把 PAN 称为运营商网络的 “最后一米” 解决方案。计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构是指计算机网络中结点 （包括计算机和连接设备） 间的相互连接关系。计算机网络的拓扑结构有很多种， 主要有总线形结构、 星形结构和环形结构。1. 总线形总线形拓扑结构采
49、用单根传输线作为总线， 网络中所有的结点通过硬件接口和电缆直接连接到这根共享的总线上， 任何结点的计算机都利用总线来传输信息。总线形拓扑结构简单灵活， 易于扩充。但是总线长度有一定限制， 一条总线只能连接一定数量的结点， 而且所有的数据都需经过总线传送， 容易出现瓶颈， 故障检测也较为困难。2. 星形星形拓扑结构是一种集中式的网络， 它以一个中央结点为中心， 网络中的其他结点都通过点到点的方式连接到这个中央结点上， 计算机之间的信息交换和管理都通过中央结点来实现。星形拓扑结构容易实现， 便于管理， 外围结点的故障容易检测和排除。但是中央结点一旦出现故障， 会导致整个网络瘫痪。3. 环形环形拓扑
50、结构中， 各结点通过硬件接口连在一条首尾相连的环路中。各结点的地位相同， 任何结点上的计算机均可请求发送信息。环形网络中的数据可以是单向传输， 也可以是双向传输， 信息在每台设备上的延时上限是固定的。由于环路公用， 任何一个结点出现故障都可能造成网络瘫痪， 故障检测也比较困难。网络基础20网络传输介质网络传输介质是网络中传输信息的物理载体， 它能将信号从一方传输到另一方。传输信号的通路称为信道， 可分为有线信道和无线信道。有线信道常见的网络传输介质有双绞线、 同轴电缆和光纤。1. 双绞线双绞线由粗约 1 毫米的互相绝缘的两根铜导线相互扭绕在一起组成， 适用于短距离通信 （图 1-12） 。双绞
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